第 6章 给水管网工程设计
管网计算会遇到两类课题：
1．管网设计计算（最高时） ——第一类课题
2．管网复核计算（消防时、事故时及最大转输时等） —
—第二类课题
第一类课题 第二类课题
已知条件 管网定线图、设计流量 管网定线图、设计流量、
管径
拟定内容 节点流量 Qi、管段流量 qij 节点流量 Qi、管段流量
qij
计算内容 Dij,hij,∑hij hij,∑hij
最终目的 Dij,Ht,Hp 复核最高时确定的水泵
能否满足其他工况时 Q、
H的要求
6,1 设计用水量及其调节计算
6,1,1 最高日设计用水量
1．最高日设计用水量定额
（ 1）居民生活用水
居民生活用水定额和综合生活用水定额（包括
公共设施生活用水量）见, 室外给水设计规范,
（ 2）工业企业
1）
?
?
?
?
?
单位产品用水量
单位设备用水量
示以每万元产值用水量表
生产用水定额
?
?
?
?
?
班人高温车间
班人一般车间
职工淋浴用水定额
/60
/40
L
L
?
?
?
?
?
班人高温车间
班人一般车间
职工生活用水定额
/35
/25
L
L2)
（ 3） 消防用水,按, 建筑设计防火规范, 执行
（ 4） 其他用水
1）浇洒道路,1～ 2 L/m2 · 次，每日 2～ 3
2）绿化,1.5～ 4 L/m2 ·d
2．最高日设计用水量计算 Qd
（ 1）城市最高日综合生活用水量（包括公共设施
生活用水量）
?? )/(1000 3111 dmNqQ ii
数，人。水分区的计划用水人口—设计年限内城市各用—
人，高日综合生活用水定额—城市各用水分区的最—式中
i
i
N
dLq
1
1
/ ?
（ 2） 工业企业生产用水量
? ?? )/(22 32 )1( dmiiiQ fNq
重复使用率。—各工业企业生产用水—
数量，或产量，或生产设备元—各工业企业产值，万—
）（单位生产设备
单位产量或万元，产用水量定额，—各工业企业最高日生—式中
i
i
i
f
dN
dm
mmq
/
/
//
2
3
33
2
?
（ 3）工业企业职工生活用水和淋浴用水量
?
?
???
?
?
?
)/(
1000
)/(
1000
32323131323231313
3
33333
3
dm
NqNqNqNq
Q
dm
NqNq
Q
bbbbaaaa
bibiaiai
或
，人。最高日职工淋浴总人数—各工业企业高温车间—
，人；最高日职工淋浴总人数—各工业企业一般车间—
班；人职工淋浴用水量定额，—各工业企业高温车间—
班；人职工淋浴用水量定额，—各工业企业一般车间—；最高日职工总人数，人—各工业企业高温车间—；最高日职工总人数，人—各工业企业一般车间—
班；人职工生活用水量定额，—各工业企业高温车间—
班；人职工生活用水量定额，—各工业企业一般车间—式中
23
13
23
13
23
13
23
13
/60
/40
/35
/25
b
b
b
b
a
a
a
a
N
N
Lq
Lq
N
N
Lq
Lq
?
?
?
?
dmQQQQQ / ))(25.0~15.0 343215 ????（
（ 4）浇洒道路和绿化用水量
? ?? )/(1 0 0 0 3444443 dmNqfNqQ bbaa
? ?? )/(1000 3444444 dmNqfNqQ bbaa
最高日设计用水量
（ 5）未预见水量和管网漏失量
dmQQQQQ / ))(25.0~15.0 343215 ????（
。面积，—城市最高日绿化用水—；次次数，—城市最高日浇洒道路—；面积，—城市最高日浇洒道路—
）；（，—城市绿化用水量定额—
次）；（定额，—城市浇洒道路用水量—式中
2
4
4
2
4
2
4
2
4
/3~2
/
/
mN
df
mN
dmLq
mLq
b
a
b
a
?
?
dmQQQQQQQQQQ d / ))(25.1~15.1 3432154321 ????????? （
3．消防用水量（校核时使用）
dmNqQ ffx / 3?
/
—同时发生火灾次数。—；—消防用水量定额，—式中
f
f
N
sLq
6,1,2 设计用水量变化及其调节计算
1．设计用水量变化规律的确定
可用变化系数（粗略）或变化曲线（比较精确）。
无详细资料时，可供参考。
（ 1）最高日城市综合用水的时变化系数 Kh宜采用
1.3～ 1.6，日变化系数 Kd 1.1～ 1.5；
（ 2）工业企业职工生活用水时变化系数为 2.5～ 3.0。
（ 3）工业生产用水可均匀分配。
2.78%
4.17%
5%
0 42 6 8 10 12 14 16 24222018
5
6
1
2
3
4
时 间
占
最
高
日
用
水
量
的
百
分
比
2．调节容积计算
（ 1）请水池的容积
3
3214
4
33
2
2
2
1
1
1
3
111
3
4321
)(
9
1
~
6
1
3~2
%3~5.03
2
01
0
%20~102
1
mWWWW
W
hTNqQTQWW
QW
W
W
k
k
k
mQkWW
mWWWWW
fxx
d
d
c
???
???
?
?
?
?
?
?
????
）（
全，池被抽空，威胁供水安—安全贮备，避免清水—
，，—消防贮备，—
）否则，
记；连续均匀消耗时，可不）原水需处理，自用水；）原水不处理，
—水厂自用水量—
（二级泵站均匀供水）
（二级泵站分级供水））估算，城镇
泵站供水曲线推求）根据一级泵站与二级
计算方法：日用水量的百分数，其清水池调节容积占最高
）（—调节容积，—式中
（ 2）水塔的容积
m i n10
%15~8
%8~62
1
2
2
2
2
3
211
3
21
用水量计算。防—消防贮备，按室内消—
（二级泵站均匀供水）
（二级泵站分级供水））估算，城镇
求与二级泵站供水曲线推）根据用水量变化曲线
算方法：用水量的百分数，其计水塔调节容积占最高日
）（—调节容积，—
W
k
k
k
mQkWW
mWWW
d
t
?
?
?
?
??
6,2 设计流量分配与管径设计
6,2,1 节点流量分配计算
1．沿线流量
是指沿线分配给用户的流量。
管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算
时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿
线均匀分布。
（ 1）长度比流量
假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长
度上的配水流量，称为长度比流量，记作 qcb。
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
不配水：计算长度为零
的一半单侧配水：取管道实长
双侧配水：取管道实长
。，—配水干管计算总长度—；流量的总和，—管网中大用水户集中—；量，—管网总最高时设计流—式中
ml
slq
slQ
msl
l
qQ
q
i
h
ih
cb
/
/
/
则每一计算管段 沿线流量 记作 qy为：
。—该管段的计算长度，—式中 m
)/(
i
icby
l
sllqq ??
（ 2）面积比流量
假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管
线单位面积上的配水流量，称为 面积比流量,记作
qmb。
。积总和，—需沿线配水的供水面—式 2
2
/
m
msl
qQ
q
ih
mb
?
?
?
?
?
?
?
?
则每一计算管段 沿线流量 记作 qy为：
。积，—该管段负担的供水面—式中 2m A
)/(
i
imby slAqq ??
每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角
线法划分。
4
5
1 3
2
注意：
1）面积比流量考虑了沿线供水面积（人数）多少
对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水
情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布
比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比
流量较好。
2）当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较
大时，各区的比流量应分别计算。
3）同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。
各种工况下需分别计算。
2．节点流量
（ 1）集中流量
（ 2）沿线流量划成节点流量
)/( q5.0Q i slq yj ?? ?
【 例题 】 某城市最高时总用水量为 260L/s，其中集中
供应的工业用水量 120 L/s（分别在节点 2,3,4
集中出流 40 L/s）。各管段长度（单位为 m）和节
点编号见图。管段 1-5,2-3,3-4为一侧供水，其
余为双侧供水。试求：（ 1）比流量；（ 2）各管
段的沿线流量；（ 3）各节点流量。
居住区 居住区
居住区绿地
居住区
工厂 工厂
居住区
Q= 26 0 L / s 17.50 27.05
600
57.5 62.28
30.22
7.95
800 800800
600
600600 3 42
1 65
7
57.5
500
解, 1．配水干管计算总长度
)( 4400
500600 8003600)600( 6 0 00, 5
5.05.0 5.0 5176645321433251
m
LLLLLLLLL
?
????????
???????? ?????????
2．配水干管比流
量
msl
l
qQ
q
ih
cb
??
?
?
?
?
?
?
/ 0.03182
4400
120260
3．沿线流量：
)/( sllqq icby ??
)/( sllqq icby ??
管段编号 管段计算总长度
（ m）
比 流 量
(L/s.m)
沿 线 流 量
(L/s)
1-2
2-3
3-4
1-5
3-5
4-6
5-6
6-7
800
0.5× 600=300
0.5× 600=300
0.5× 600=300
800
800
600
500
0.03182 25.45
9.55
9.55
9.55
25.45
25.45
19.09
15.91
合 计 4400 140.00
各 管 段 沿 线 流 量 计 算
4．节点流量计算,)/( q5.0Q i slq yj ?? ?
各 管 段 节 点 流 量 计 算
节
点 节点连的管段 节 点 流 量 (L/s)
集 中
流 量
(L/s)
节点总
流量
(L/s)
1
2
3
4
5
6
7
1-2,1-5
1-2,2-3
2-3,3-4,3-5
3-4,4-6
1-5,3-5,5-6
4-6,5-6,7-6
6-7
0.5(25.45+9.55)=17.50
0.5(25.45+9.55)=17.50
0.5(9.55+9.55+25.45)=22.28
0.5(25.45+9.55)=17.50
0.5(9.55+25.45+19.09)=27.05
0.5(25.45+19.09+15.91)=30.22
0.5(15.91)=7.95
40
40
40
17.50
57.50
62.28
57.50
27.05
30.22
7.95
合
计 140.00
120.0
0 260.00
6,2,2 管段设计流量分配
目的,确定各管段中的流量，进而确定管段直径。
流量分配 要保持水流的连续性，每一节点必须满足
节点流量的 平衡条件,流入任一节点的流量等于流
离该节点的流量，若以流入为“一”，流离为,+”,
则 ∑ Q=0。
1,枝状网
水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的
流量等于以后所有节点流量总和。
二级泵站
5443
554
QQq
Qq
??
?
?
?
11854332 QQQQQq ??????
2,环状网
流量分配有多种组合方案
基本原则：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。
方法和步骤,
? 确定控制点位置，管网主导流向；
? 参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离
供水到大用户或边远地区；
? 尽量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某
些管段负荷过重），连接管要少分配流量，满足
沿线配水为限（主要作用是干管损坏时转输流量）
? 各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽
多忽少；
? 可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条
件。
此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差
结果定。
管网计算会遇到两类课题：
1．管网设计计算（最高时） ——第一类课题
2．管网复核计算（消防时、事故时及最大转输时等） —
—第二类课题
第一类课题 第二类课题
已知条件 管网定线图、设计流量 管网定线图、设计流量、
管径
拟定内容 节点流量 Qi、管段流量 qij 节点流量 Qi、管段流量
qij
计算内容 Dij,hij,∑hij hij,∑hij
最终目的 Dij,Ht,Hp 复核最高时确定的水泵
能否满足其他工况时 Q、
H的要求
6,1 设计用水量及其调节计算
6,1,1 最高日设计用水量
1．最高日设计用水量定额
（ 1）居民生活用水
居民生活用水定额和综合生活用水定额（包括
公共设施生活用水量）见, 室外给水设计规范,
（ 2）工业企业
1）
?
?
?
?
?
单位产品用水量
单位设备用水量
示以每万元产值用水量表
生产用水定额
?
?
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?
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班人高温车间
班人一般车间
职工淋浴用水定额
/60
/40
L
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班人高温车间
班人一般车间
职工生活用水定额
/35
/25
L
L2)
（ 3） 消防用水,按, 建筑设计防火规范, 执行
（ 4） 其他用水
1）浇洒道路,1～ 2 L/m2 · 次，每日 2～ 3
2）绿化,1.5～ 4 L/m2 ·d
2．最高日设计用水量计算 Qd
（ 1）城市最高日综合生活用水量（包括公共设施
生活用水量）
?? )/(1000 3111 dmNqQ ii
数，人。水分区的计划用水人口—设计年限内城市各用—
人，高日综合生活用水定额—城市各用水分区的最—式中
i
i
N
dLq
1
1
/ ?
（ 2） 工业企业生产用水量
? ?? )/(22 32 )1( dmiiiQ fNq
重复使用率。—各工业企业生产用水—
数量，或产量，或生产设备元—各工业企业产值，万—
）（单位生产设备
单位产量或万元，产用水量定额，—各工业企业最高日生—式中
i
i
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dN
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/
/
//
2
3
33
2
?
（ 3）工业企业职工生活用水和淋浴用水量
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?
?
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)/(
1000
)/(
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3
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3
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Q
dm
NqNq
Q
bbbbaaaa
bibiaiai
或
，人。最高日职工淋浴总人数—各工业企业高温车间—
，人；最高日职工淋浴总人数—各工业企业一般车间—
班；人职工淋浴用水量定额，—各工业企业高温车间—
班；人职工淋浴用水量定额，—各工业企业一般车间—；最高日职工总人数，人—各工业企业高温车间—；最高日职工总人数，人—各工业企业一般车间—
班；人职工生活用水量定额，—各工业企业高温车间—
班；人职工生活用水量定额，—各工业企业一般车间—式中
23
13
23
13
23
13
23
13
/60
/40
/35
/25
b
b
b
b
a
a
a
a
N
N
Lq
Lq
N
N
Lq
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（ 4）浇洒道路和绿化用水量
? ?? )/(1 0 0 0 3444443 dmNqfNqQ bbaa
? ?? )/(1000 3444444 dmNqfNqQ bbaa
最高日设计用水量
（ 5）未预见水量和管网漏失量
dmQQQQQ / ))(25.0~15.0 343215 ????（
。面积，—城市最高日绿化用水—；次次数，—城市最高日浇洒道路—；面积，—城市最高日浇洒道路—
）；（，—城市绿化用水量定额—
次）；（定额，—城市浇洒道路用水量—式中
2
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4
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/
/
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3．消防用水量（校核时使用）
dmNqQ ffx / 3?
/
—同时发生火灾次数。—；—消防用水量定额，—式中
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6,1,2 设计用水量变化及其调节计算
1．设计用水量变化规律的确定
可用变化系数（粗略）或变化曲线（比较精确）。
无详细资料时，可供参考。
（ 1）最高日城市综合用水的时变化系数 Kh宜采用
1.3～ 1.6，日变化系数 Kd 1.1～ 1.5；
（ 2）工业企业职工生活用水时变化系数为 2.5～ 3.0。
（ 3）工业生产用水可均匀分配。
2.78%
4.17%
5%
0 42 6 8 10 12 14 16 24222018
5
6
1
2
3
4
时 间
占
最
高
日
用
水
量
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百
分
比
2．调节容积计算
（ 1）请水池的容积
3
3214
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1
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全，池被抽空，威胁供水安—安全贮备，避免清水—
，，—消防贮备，—
）否则，
记；连续均匀消耗时，可不）原水需处理，自用水；）原水不处理，
—水厂自用水量—
（二级泵站均匀供水）
（二级泵站分级供水））估算，城镇
泵站供水曲线推求）根据一级泵站与二级
计算方法：日用水量的百分数，其清水池调节容积占最高
）（—调节容积，—式中
（ 2）水塔的容积
m i n10
%15~8
%8~62
1
2
2
2
2
3
211
3
21
用水量计算。防—消防贮备，按室内消—
（二级泵站均匀供水）
（二级泵站分级供水））估算，城镇
求与二级泵站供水曲线推）根据用水量变化曲线
算方法：用水量的百分数，其计水塔调节容积占最高日
）（—调节容积，—
W
k
k
k
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mWWW
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t
?
?
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6,2 设计流量分配与管径设计
6,2,1 节点流量分配计算
1．沿线流量
是指沿线分配给用户的流量。
管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算
时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿
线均匀分布。
（ 1）长度比流量
假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长
度上的配水流量，称为长度比流量，记作 qcb。
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
不配水：计算长度为零
的一半单侧配水：取管道实长
双侧配水：取管道实长
。，—配水干管计算总长度—；流量的总和，—管网中大用水户集中—；量，—管网总最高时设计流—式中
ml
slq
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l
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/
/
/
则每一计算管段 沿线流量 记作 qy为：
。—该管段的计算长度，—式中 m
)/(
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（ 2）面积比流量
假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管
线单位面积上的配水流量，称为 面积比流量,记作
qmb。
。积总和，—需沿线配水的供水面—式 2
2
/
m
msl
q
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mb
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则每一计算管段 沿线流量 记作 qy为：
。积，—该管段负担的供水面—式中 2m A
)/(
i
imby slAqq ??
每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角
线法划分。
4
5
1 3
2
注意：
1）面积比流量考虑了沿线供水面积（人数）多少
对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水
情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布
比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比
流量较好。
2）当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较
大时，各区的比流量应分别计算。
3）同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。
各种工况下需分别计算。
2．节点流量
（ 1）集中流量
（ 2）沿线流量划成节点流量
)/( q5.0Q i slq yj ?? ?
【 例题 】 某城市最高时总用水量为 260L/s，其中集中
供应的工业用水量 120 L/s（分别在节点 2,3,4
集中出流 40 L/s）。各管段长度（单位为 m）和节
点编号见图。管段 1-5,2-3,3-4为一侧供水，其
余为双侧供水。试求：（ 1）比流量；（ 2）各管
段的沿线流量；（ 3）各节点流量。
居住区 居住区
居住区绿地
居住区
工厂 工厂
居住区
Q= 26 0 L / s 17.50 27.05
600
57.5 62.28
30.22
7.95
800 800800
600
600600 3 42
1 65
7
57.5
500
解, 1．配水干管计算总长度
)( 4400
500600 8003600)600( 6 0 00, 5
5.05.0 5.0 5176645321433251
m
LLLLLLLLL
?
????????
???????? ?????????
2．配水干管比流
量
msl
l
q
ih
cb
??
?
?
?
?
?
?
/ 0.03182
4400
120260
3．沿线流量：
)/( sllqq icby ??
)/( sllqq icby ??
管段编号 管段计算总长度
（ m）
比 流 量
(L/s.m)
沿 线 流 量
(L/s)
1-2
2-3
3-4
1-5
3-5
4-6
5-6
6-7
800
0.5× 600=300
0.5× 600=300
0.5× 600=300
800
800
600
500
0.03182 25.45
9.55
9.55
9.55
25.45
25.45
19.09
15.91
合 计 4400 140.00
各 管 段 沿 线 流 量 计 算
4．节点流量计算,)/( q5.0Q i slq yj ?? ?
各 管 段 节 点 流 量 计 算
节
点 节点连的管段 节 点 流 量 (L/s)
集 中
流 量
(L/s)
节点总
流量
(L/s)
1
2
3
4
5
6
7
1-2,1-5
1-2,2-3
2-3,3-4,3-5
3-4,4-6
1-5,3-5,5-6
4-6,5-6,7-6
6-7
0.5(25.45+9.55)=17.50
0.5(25.45+9.55)=17.50
0.5(9.55+9.55+25.45)=22.28
0.5(25.45+9.55)=17.50
0.5(9.55+25.45+19.09)=27.05
0.5(25.45+19.09+15.91)=30.22
0.5(15.91)=7.95
40
40
40
17.50
57.50
62.28
57.50
27.05
30.22
7.95
合
计 140.00
120.0
0 260.00
6,2,2 管段设计流量分配
目的,确定各管段中的流量，进而确定管段直径。
流量分配 要保持水流的连续性，每一节点必须满足
节点流量的 平衡条件,流入任一节点的流量等于流
离该节点的流量，若以流入为“一”，流离为,+”,
则 ∑ Q=0。
1,枝状网
水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的
流量等于以后所有节点流量总和。
二级泵站
5443
554
QQq
??
?
?
?
11854332 QQQQQq ??????
2,环状网
流量分配有多种组合方案
基本原则：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。
方法和步骤,
? 确定控制点位置，管网主导流向；
? 参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离
供水到大用户或边远地区；
? 尽量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某
些管段负荷过重），连接管要少分配流量，满足
沿线配水为限（主要作用是干管损坏时转输流量）
? 各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽
多忽少；
? 可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条
件。
此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差
结果定。
